Thèse soutenue

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Auteur / Autrice : Min Wei
Direction : Lingai LuoGilles FlamantYilin Fan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Energétique, génie des procédés, thermique
Date : Soutenance en 2015
Etablissement(s) : Université Nantes-Angers-Le Mans - COMUE (2009-2015)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de thermocinétique (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Dany Escudié
Examinateurs / Examinatrices : Lingai Luo, Gilles Flamant, Yilin Fan, Dany Escudié, Catherine Xuereb, Denis Veynante, Jack Legrand
Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Xuereb, Denis Veynante

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Le management de la distribution des fluides représente un enjeu déterminant en termes de productivité industrielle et de performance des systèmes de conversion d'énergie. Cette thèse contribue au développement et à la mise en oeuvre de nouvelles méthodes pour l'optimisation de la distribution des fluides et leurs applications dans les systèmes des centrales solaires à concentration (CSP). Cette thèse commence par une synthèse bibliographique portant sur les problèmes de la mauvaise distribution des fluides et leurs conséquences multiples dans les domaines du génie des procédés et du génie énergétique. L'état de l'art concernant les solutions pour obtenir une distribution uniforme est également présenté. Ensuite un algorithme évolutionnaire basé sur les simulations CFD est développé pour déterminer la distribution optimale du fluide satisfaisant une fonction objectif donnée avec des contraintes, utilisant le cas d'un récepteur solaire tubulaire comme exemple. La méthode pour obtenir des différentes distributions du fluide (uniformes ou non) est aussi développée basée sur l'insertion d'une plaque perforée optimisée. Des essais expérimentaux utilisant la Vélocimétrie par Images de Particules (PIV) sont également réalisés pour valider les algorithmes évolutionnaires et les résultats numériques. Ces nouvelles méthodes développées sont appliqués à deux systèmes énergétiques dans le domaine des CSP : 1) distribution uniforme du fluide caloporteur dans une thermocline et 2) distribution optimisée de l'air pressurisé dans un récepteur solaire tubulaire afin de minimiser sa température maximale des parois. Enfin, les conclusions essentielles et les perspectives sont résumées.